物質・材料研究機 共用基盤部門 強磁場共用ステーション 2008 年度 ...

磁 性 有 機 導 体 (Me-3,5-DIP)[Ni(dmit) 2 ] 2 の 面 内 磁 場 下 における
特 異 な 磁 気 抵 抗
Anomalous magnetoresistance of magnetic organic conductor (Me-3,5-DIP)[Ni(dmit) 2 ] 2 under in-plane magnetic field
筑 波 大 数 理 物 質
A , 物 質 ・ 材 料 研 究 機 構
B , 埼 玉 大 理
C , 理 研
D ,CREST *
硲 香 織
AB , 山 口 尚 秀
B , 木 俣 基
B , 原 田 淳 之
B , 薩 川 秀 隆
B , 寺 嶋 太 一
B , 宇 治 進 也
AB ,
高 坂 洋 介
CD , 山 本 浩 史
D* CD*
, 加 藤 礼 三
Institute of Materials Science, University of Tsukuba A
NIMS B , Saitama University C , RIKEN D , CREST*
K. Hazama AB , T. Yamaguchi B , M. Kimata B , A. Harada B , T. Satsukawa B , T. Terashima B ,S. Uji AB ,
Y. Kosaka C *, H. M. Yamamoto D *, R. Kato CD *
Abstract:
Magnetic organic conductor (Me-3,5-DIP)[Ni(dmit) 2 ] 2 is composed of insulating Me-3,5-DIP cations and two kinds of
Ni(dmit) 2 anion layers, Layer I and II. This salt shows paramagnetism arising from the localized π spins in Layer I and
two-dimensional metallic conduction due to the itinerant π electrons in Layer II. To investigate transport properties under
field, we measured magnetoresistance under in-plane field. We have also performed magnetic torque measurement to
examine the magnetic properties. Under in-plane field, inter-plane resistance shows a sharp minimum and slow oscillatory
behavior. The origin of anomalous resistance is an open question.
Keywords: Magnetic organic conductor, magnetic torque, magnetoresistance
E-mail: HAZAMA.Kaori@nims.go.jp
1. はじめに
π-d 系 磁 性 有 機 導 体 と 呼 ばれる 物 質 群 は、 絶
縁 アニオン 層 に 局 在 d スピンを 持 ち、 伝 導 カチ
オン 層 のπ 電 子 との 相 互 作 用 により、 特 異 な 物
理 現 象 が 現 れる 系 として 注 目 されている [1] 。 磁
性 有 機 導 体 (Me-3,5-DIP)Ni[(dmit) 2 ] 2 は 絶 縁 アニ
オン( 陽 イオン) 分 子 層 (Layer I)と 金 属 アニオ
ン 分 子 層 (Layer II)の 間 に 絶 縁 カチオン( 陰 イオ
ン) 分 子 層 が 挟 まった 積 層 構 造 をしており(Fig.
1), 絶 縁 アニオン 層 に 局 在 スピンが 存 在 する [2] 。
(Me-3,5-DIP)[Ni(dmit) 2 ] 2 は 内 部 磁 場 により2つに 分 裂
した 二 次 元 フェルミ 面 をもつことを 明 らかにした。 磁
場 下 での 輸 送 特 性 をさらに 調 べるため、 伝 導 層 に 平 行
な 磁 場 下 での 電 気 抵 抗 の 測 定 を 行 った。また, 磁 性 と
伝 導 との 関 連 性 を 調 べるため、カンチレバーを 用 いた
磁 気 トルクの 測 定 を 行 った。
2. 実 験 方 法
20T 希 釈 冷 凍 機 / 超 伝 導 マグネットおよび1 軸 回 転
プローブを 用 いて、 磁 場 下 での 抵 抗 測 定 およびカンチ
レバーを 用 いた 磁 気 トルク 測 定 を 行 った。 抵 抗 は、 伝
導 面 間 方 向 (c 軸 方 向 )に 電 流 を 流 し、 四 端 子 法 によ
り 測 定 した。 結 晶 軸 と 磁 場 角 度 の 関 係 を Fig.2 に 示 す。
Fig.1 Crystal structure of (Me-3,5-DIP)Ni[(dmit) 2 ] 2
これまでの 磁 性 有 機 導 体 とは 異 なり 局 在 d スピンを 持
たず、アニオン 層 に 局 在 πスピンと 伝 導 π 電 子 が 存 在
し、その 相 互 作 用 により 新 規 物 理 現 象 の 発 現 が 期 待 さ
れている。Layer I は 低 温 で 反 強 磁 性 的 相 互 作 用 を 示 し,
Layer II は 二 次 元 金 属 的 な 伝 導 を 示 すが,どちらの 特 性
に 関 しても Ni(dmit) 2 アニオンのπ 軌 道 に 起 因 するも
のであり,Me-3,5-DIP カチオンは 磁 性 および 伝 導 特 性
には 関 与 しないと 考 えられている。 我 々はこれまでに、
角 度 依 存 磁 気 抵 抗 振 動 および 量 子 振 動 測 定 を 行 い、
Fig. 2 Resistance in magnetic field parallel to the
conduction layers.
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